JPH0416906A - Manufacture of plastic optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、プラスチック光ファイバーの製造方法に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a method of manufacturing a plastic optical fiber.
さらに詳しく言うと、この発明は、家電分野や自動車分
野など、たとえば、自動車のエンジンルーム内に配設す
るプラスチック光ファイバーとして好適な、光伝送損失
の小さな、しかも耐熱性に優れたプラスチック光ファイ
バーを製造する方法に関する。More specifically, this invention produces a plastic optical fiber with low optical transmission loss and excellent heat resistance, which is suitable for the home appliance field and the automobile field, for example, as a plastic optical fiber installed in the engine compartment of a car. Regarding the method.
[従来技術および発明か解決しようとする課題]近年、
光伝送用光ファイバーとしては2従来から広く用いられ
てきた無機ガラス系光学繊維に比較して曲げ応力に強く
、接続か容易で取り扱いか容易であるとともに安価なプ
ラスチック光ファイバーの開発が進み実用化されている
。[Prior art and the problem to be solved by the invention] In recent years,
As optical fibers for light transmission, plastic optical fibers have been developed and put into practical use because they are more resistant to bending stress, easier to connect and handle, and are less expensive than the inorganic glass optical fibers that have been widely used for a long time. There is.
このブラスチッ、り光ファイバーは、光透過性に優れた
重合体からなる芯材と、この芯材よりも小さな屈折率を
有し、かつ透明性に優れた重合体からなる鞘材層とで構
成されるのか一般的であり、従来、芯材かポリメチルメ
タクリレートのものか開発されてきたか、耐熱性に劣る
ため自動車のエンジン周り等に用いることかてきなかっ
た。This plastic optical fiber consists of a core material made of a polymer with excellent light transparency and a sheath material layer made of a polymer with a lower refractive index than the core material and excellent transparency. Until now, polymethyl methacrylate core materials have been developed, and due to their poor heat resistance, they have not been able to be used around automobile engines.
一方、ポリカーボネート樹脂を芯材に用いることにより
耐熱性の向上を図ったプラスチック光ファイバーか提案
されている(特開昭61−6604号公報、特開昭61
−262706号公報参照)。On the other hand, plastic optical fibers with improved heat resistance by using polycarbonate resin as the core material have been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 61-6604,
(Refer to Publication No.-262706).
しかしなから、たとえば、特開昭61−6604号公報
によると、極限粘度[η〕か0.5であるポリカーボネ
ート樹脂を芯材に用いて、機械的特性、特に引張強度に
優れるプラスチック光ファイバーか得られているものの
、そのプラスチック光ファイバーは、770nsの光波
長の光伝送損失か990 dB/ kmてあり、充分に
小さな値とは言えないという問題点かある。However, for example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-6604, a plastic optical fiber with excellent mechanical properties, especially tensile strength, can be obtained by using a polycarbonate resin with an intrinsic viscosity [η] of 0.5 as the core material. However, the plastic optical fiber has an optical transmission loss of 990 dB/km at an optical wavelength of 770 ns, which is not a sufficiently small value.
一方、たとえば、特開昭61−262706号公報によ
ると、 770n票の光波長の光伝送損失が660dB
/kmと小さいプラスチック光ファイバーか得られては
いる。また、芯材用の成分として、その結晶融点を超え
た温度に加熱されていないポリカーボネートを選択して
使用し、これを溶融紡糸することを特徴とするプラスチ
ック光ファイバーの製造方法か開示されている。On the other hand, for example, according to Japanese Patent Application Laid-open No. 61-262706, the optical transmission loss for an optical wavelength of 770n is 660 dB.
Plastic optical fibers as small as /km have been obtained. Furthermore, a method for manufacturing a plastic optical fiber is disclosed, which comprises selecting and using polycarbonate, which has not been heated to a temperature exceeding its crystal melting point, as a component for the core material, and melt-spinning this polycarbonate.
しかしなから、この製造方法においてはポリカーボネー
トの粒度分布の記載はなく、また、このプラスチック光
ファイバーは光伝送特性の面においていまた充分てはな
いという問題点かある。However, in this manufacturing method, there is no description of the particle size distribution of the polycarbonate, and there is also the problem that this plastic optical fiber does not have sufficient optical transmission characteristics.
この発明は前記事情に基づいてなされたものである。This invention has been made based on the above circumstances.
本発明の目的は、光伝送損失か低減し、しかも耐熱性に
優れたプラスチック光ファイバーの製造方法を提供する
ことである。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a plastic optical fiber that reduces optical transmission loss and has excellent heat resistance.
[課題を解決するための手段]
前記課題を解決するための本発明は、結晶融点を超える
温度履歴を受けず、しかもその粒径か32メツシュ以上
である粒子か90重量%以上である粉末状のポリカーボ
ネート系樹脂を芯材原料とし、この芯材よりも低い屈折
率の透明樹脂を鞘材原料として、これらをそれぞれ芯材
と鞘材とに成形することを特徴とするプラスチック光フ
ァイバーの製造方法である。[Means for Solving the Problems] The present invention for solving the problems described above provides a powder-like material that is not subjected to a temperature history exceeding the crystal melting point and that has a particle size of 32 mesh or more or more than 90% by weight. A method for producing a plastic optical fiber, which comprises using a polycarbonate resin as a core material raw material, a transparent resin having a lower refractive index than the core material as a sheath material raw material, and molding these into a core material and a sheath material, respectively. be.
この発明の製造方法により得られるプラスチック光ファ
イバーの構造は、たとえば第1図に示すように、芯材2
とその外層である鞘材層3とを有する構成てあり、さら
に、たとえば第2図に示すように、必要に応して鞘材層
3の外層として保護層4を有する構成てあってもよい。The structure of the plastic optical fiber obtained by the manufacturing method of the present invention is, for example, as shown in FIG.
and a sheath material layer 3 as its outer layer, and may further have a protective layer 4 as an outer layer of the sheath material layer 3 as required, as shown in FIG. 2, for example. .
以下、芯材、鞘材層について詳述し、さらに、製造方法
について詳述する。Hereinafter, the core material and sheath material layers will be explained in detail, and the manufacturing method will also be explained in detail.
前記芯材は、ポリカーボネート系樹脂からなるか、この
ポリカーボネート系樹脂としては、公知のものなど各種
のものの中から一種、あるいは必要に応して二種以上を
選択して使用することかてきる。The core material may be made of a polycarbonate resin, or one or more polycarbonate resins may be selected from among various known polycarbonate resins, or two or more types may be selected as needed.
前記ポリカーボネート系樹脂の具体例としては、各種の
ものがあるか、好ましくはその繰り返し単位か次の一般
式
%式%
て表される脂環族ポリカーボネートや、て表され、前記
一般式中のRか
である香族ポリカーボネート等を挙げることかできる。Specific examples of the polycarbonate resin include various types, preferably alicyclic polycarbonates whose repeating units are represented by the following general formula: Examples include aromatic polycarbonates, which are aromatic polycarbonates.
さらにまた、これらと4.4°−ジヒドロキシジフェニ
ルエーテル、エチレングリコール、p−フェニレングリ
コール、1.6−ヘキサンジオール等のジヒドロキシ化
合物との共重合体も使用することができる。前記ポリカ
ーボネート樹脂は、一部て分岐する構造を有していても
良い。Furthermore, copolymers of these and dihydroxy compounds such as 4.4°-dihydroxydiphenyl ether, ethylene glycol, p-phenylene glycol, and 1,6-hexanediol can also be used. The polycarbonate resin may have a partially branched structure.
本発明におけるポリカーボネート系樹脂の製造法につい
ても特に制限があるわけではなく、たとえば、二価フェ
ノール類とホスゲンとの反応によるホスゲン法を採用す
ることかてきる。There are no particular limitations on the method for producing the polycarbonate resin in the present invention, and for example, a phosgene method involving a reaction between dihydric phenols and phosgene may be employed.
前記二価フェノール類としては、ハイドロキノン、4,
4′−ジヒドロキシビフェニル、ビス(ヒドロキシフェ
ニル)アルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)シクロア
ルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(
ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(ヒドロキシフ
ェニル)スルホン、および、これらの低級アルキル、へ
ロゲン等の置換体を挙げることかで−きる。The dihydric phenols include hydroquinone, 4,
4'-dihydroxybiphenyl, bis(hydroxyphenyl)alkane, bis(hydroxyphenyl)cycloalkane, bis(hydroxyphenyl)ether, bis(
Examples thereof include hydroxyphenyl) sulfide, bis(hydroxyphenyl)sulfone, and substituted products thereof such as lower alkyl and herogen.
これらの二価フェノール類の中でも、たとえば、2.2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フロパン[以下、ビ
スフェノールAと言うことかある。]、l、1−ビス(
4−ヒドロキシフェニル)エタン、2.2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)−へキサフルオロプロパンなどが
好ましい。Among these dihydric phenols, for example, 2.2
-Bis(4-hydroxyphenyl)furopane [hereinafter sometimes referred to as bisphenol A]. ], l, 1-bis(
4-hydroxyphenyl)ethane, 2,2-bis(4-
Preferred are hydroxyphenyl)-hexafluoropropane and the like.
また、これらの二価フェノール類は、単独、あるいは混
合したものであってもよい。Further, these dihydric phenols may be used alone or in combination.
前記芯材に使用するポリカーボネート系樹脂は、前記の
中でも適当な分子量範囲にあるものか好ましく、一般的
にはたとえば、粘度平均分子量か20,000〜28,
000の範囲内にあるものか好ましく、特に、20 、
500〜27,000の範囲内にあるものが好ましい。The polycarbonate resin used for the core material preferably has a molecular weight within a suitable range among the above, and generally has a viscosity average molecular weight of 20,000 to 28,000,
000 is preferable, especially 20,
Those within the range of 500 to 27,000 are preferred.
なお、前記粘度平均分子量は、20℃の塩化メチレン溶
液の比粘度ηspを測定し1式
%式%)
C:ポリカーボネート系樹脂濃度(g/JNおよび
[η] = 1.23X 10−’MvO”により求
めるととができる。The viscosity average molecular weight is determined by measuring the specific viscosity ηsp of a methylene chloride solution at 20°C and calculating the following formula (1 formula % formula %): C: Polycarbonate resin concentration (g/JN and [η] = 1.23X 10-'MvO" It can be found by .
前記芯材に使用するポリカーボネート系樹脂として、粘
度平均分子量か、たとえば20,000〜28.000
の範囲内というように適当な範囲にあるものを使用する
ことにより2プラスチツク光フアイバーの充分な強度お
よび良好な成形性を容易に確保することかでき、また、
プラスチック光ファイバーの透明性、屈折率、光伝送損
失などの光学的性質の向上も容易に確保することかでき
る。The polycarbonate resin used for the core material has a viscosity average molecular weight of 20,000 to 28,000, for example.
Sufficient strength and good moldability of the two-plastic optical fiber can be easily ensured by using a material within an appropriate range, such as within the range of
Improvements in optical properties such as transparency, refractive index, and optical transmission loss of plastic optical fibers can also be easily ensured.
ポリカーボネート系樹脂の粘度平均分子量の調整は、ポ
リカーボネート系樹脂の製造の際の前記重合反応におい
て、たとえばp −tert−ブチルフェノールなどの
末端停止剤の添加量を調整することによつて容易に行う
ことかできる。The viscosity average molecular weight of the polycarbonate resin can be easily adjusted by adjusting the amount of a terminal capping agent such as p-tert-butylphenol in the polymerization reaction during the production of the polycarbonate resin. can.
また、芯材に使用する前記・ポリカーボネート系樹脂は
、その分子量分布特性に係わる重量平均分子量(M w
)と数平均分子ti (M n )の比[M w /
M n (GPC法)]が、通常2.0〜2.6の
範囲内にあるものが好ましく、特に、2.0〜2.4の
範囲内にあるものが好ましい。また、前記ポリカーボネ
ート系樹脂は、製造時に得られたポリマーをたとえばア
セトンなどの溶媒て処理し、低分子量成分[M w ;
3,000以下]を除去しであるのか好ましい。In addition, the polycarbonate resin used for the core material has a weight average molecular weight (M w
) and the number average molecule ti (M n ) [M w /
M n (GPC method)] is preferably within the range of usually 2.0 to 2.6, particularly preferably within the range of 2.0 to 2.4. Further, the polycarbonate resin can be obtained by treating the polymer obtained during production with a solvent such as acetone to obtain a low molecular weight component [M w ;
3,000 or less] is preferably removed.
さらに、前記ポリカーボネート系樹脂は、十分に脱塩処
理されているのか好ましく、たとえばそのへロゲン化炭
化水素の含有量か15p p m以下であるものか好ま
しい。Furthermore, it is preferable that the polycarbonate resin has been sufficiently desalinated, for example, it is preferable that the content of herogenated hydrocarbons is 15 ppm or less.
本発明における芯材を構成するポリカーボネート系樹脂
は、その異物強度かl x 105)105)h以下で
あるのか好ましく、特に、5×10’ JLm2/g以
下であるのか好ましい。The foreign material strength of the polycarbonate resin constituting the core material in the present invention is preferably l x 105) 105) h or less, particularly preferably 5 x 10' JLm2/g or less.
ここて、異物強度とは、有機溶媒(塩化メチレン)溶液
中における粒径0.5〜25gmの異物の断面積と個数
の積算値てあり
て表される。Here, the foreign matter strength is expressed as the integrated value of the cross-sectional area and number of foreign matter having a particle size of 0.5 to 25 gm in an organic solvent (methylene chloride) solution.
一例を示せば、次のとおりである。An example is as follows.
d、二粒径区分値(延m)
n3 :粒径d、や、〜d、の異物濃度(個/g)設定
粒径区分値
d r =0.5 (jlrn) d6 = 5.
0 (gm)da =0.6 (gm) dt =
IO,O(gm)d x =0.7 (jam)
da =20.0 (gm)d4=1.1 (fiL
m) d9=25.0(gm)d5 =2.0 (
uLm)
前記芯材の平均分子量の特定と異物強度か1×1(15
gm2/g以下であることにより、プラスチック光ファ
イバーの充分な強度および良好な成形性を容易に確保す
ることができ、また、プラスチック光ファイバーの光伝
送損失を一層小さくすることができる。d, Two particle size classification values (in m) n3: Concentration of foreign substances with particle diameters d, ~d, (pieces/g) Set particle size classification value dr = 0.5 (jlrn) d6 = 5.
0 (gm) da =0.6 (gm) dt =
IO, O (gm) d x =0.7 (jam)
da = 20.0 (gm) d4 = 1.1 (fiL
m) d9 = 25.0 (gm) d5 = 2.0 (
uLm) Identification of the average molecular weight of the core material and foreign matter strength 1×1 (15
By being less than gm2/g, sufficient strength and good moldability of the plastic optical fiber can be easily ensured, and the optical transmission loss of the plastic optical fiber can be further reduced.
さらに、前記ポリカーボネート系樹脂から芯材を形成す
ることによって、その屈折率を、光ファイバーの芯材と
して十分に高いレベルにすることかてきる。この屈折率
は、使用するポリカーボネート系樹脂の種類等によって
異なるか、ビスフェノールA系ポリカーボネートの場合
、通常1.586前後の値となる。Furthermore, by forming the core material from the polycarbonate resin, its refractive index can be made to a sufficiently high level as a core material of an optical fiber. This refractive index varies depending on the type of polycarbonate resin used, and in the case of bisphenol A polycarbonate, it usually has a value of around 1.586.
一方、耐熱性と言う観点からすると、熱変形温度か12
0℃以上であるポリカーボネート系樹脂を使用すること
か好ましい。ここて、熱変形温度とは、ASTM D
−648に準拠し、荷重4.6kg/cm2における測
定値を言う。On the other hand, from the perspective of heat resistance, the heat distortion temperature is 12
It is preferable to use a polycarbonate resin having a temperature of 0° C. or higher. Here, heat distortion temperature is ASTM D
-648, and refers to the measured value at a load of 4.6 kg/cm2.
ここて、本発明において重要な点は、芯材を構成する原
料のポリカーボネート系樹脂が、結晶融点を超える温度
履歴を受けていない粒子であることである。Here, an important point in the present invention is that the raw material polycarbonate resin constituting the core material is a particle that has not been subjected to a temperature history exceeding the crystal melting point.
上述したように、本発明において使用するポリカーボネ
ート系樹脂としては、ビスフェノールAから誘導された
樹脂を使用するのが有利てあつさらに説明すると、従来
公知の重合法であるビスフェノールAとホスゲンとから
溶剤存在下で5[1”C以下の温度て界面重縮合を行う
ことによって製造されたポリカーボネートを用いるのが
最も望ましい。As mentioned above, it is advantageous to use a resin derived from bisphenol A as the polycarbonate resin used in the present invention. Most preferably, polycarbonates prepared by interfacial polycondensation at temperatures below 5[1''C are used.
この方法て重合されたポリマーは反応終了時、塩化メチ
レン等の有機溶剤の溶液として存在し、このポリマー溶
液から未反応物、副生成物か洗浄にて除かれた後、スプ
レートライ誌、脱揮押出法、沈殿法等の種種の方法にて
溶剤か分離され、ポリマーか回収される。通常、成型材
料等に用いられるポリカーボネートは前記回収ポリマー
に抗酸化安定剤、紫外線吸収剤等の安定剤に加え、溶融
押出にてベレウト状に成型される。ベレットに成型する
時は、ポリカーボネートをその結晶融点(示差熱天秤法
)245°C以上の温度に加熱して溶融させることか不
可欠てあり、ポリカーボネートは、通常、 280〜3
20°Cの高温の熱履歴を受けるのてポリマーの熱分解
か発生することは避けられない現状にある。従ってこの
ような熱分解生成物を含むポリカーボネートの成型ベレ
ットを使用し、溶融紡糸にて光ファイバーを得ても光伝
送性の優れたものは得られない。−旦、ベレットに成型
されたポリカーボネートを使用した場合には、特に 5
0口および660nsの可視光の光伝送性か低下する。At the end of the reaction, the polymer polymerized by this method exists as a solution in an organic solvent such as methylene chloride, and unreacted substances and by-products are removed from this polymer solution by washing, followed by spray-try and devolatilization. The solvent is separated and the polymer is recovered using various methods such as extrusion and precipitation. Usually, polycarbonate used as a molding material is added to the recovered polymer and stabilizers such as an antioxidant stabilizer and an ultraviolet absorber, and then molded into a bereut shape by melt extrusion. When molding into pellets, it is essential to heat the polycarbonate to a temperature higher than its crystal melting point (differential thermal balance method) of 245°C to melt it, and polycarbonate usually has a temperature of 280 to 3
The current situation is that it is unavoidable that polymers undergo thermal decomposition when exposed to high temperature thermal history of 20°C. Therefore, even if a molded pellet of polycarbonate containing such a thermal decomposition product is used and an optical fiber is obtained by melt spinning, it will not be possible to obtain an optical fiber with excellent light transmission properties. - Particularly when using polycarbonate molded into pellets,
The optical transmission properties of visible light at 0 and 660 ns are reduced.
本発明において、可視光領域の光伝送特性か優れた光フ
ァイバーを得るためには芯となるポリカーボネートの熱
履歴を必要最小限の回数と温度にとどめることか大切て
あり、そのため重合工程から回収されたポリマーをベレ
ットに成型することなしに、直接溶融紡糸するのか有利
である。In the present invention, in order to obtain an optical fiber with excellent optical transmission properties in the visible light region, it is important to keep the thermal history of the polycarbonate core to the necessary minimum number of times and temperature. It is advantageous to directly melt-spun the polymer without forming it into pellets.
この時1回収された粉末状のポリカーボネートを、前記
芯材に用いる場合における重要な点は、粉末状ポリカー
ボネートにおいて、その粒度分布として32メツシュ以
上である粒子か90重量%以上含まれている粉末を用い
ることである。An important point when using the powdered polycarbonate recovered at this time as the core material is that the powdered polycarbonate should contain particles with a particle size distribution of 32 mesh or more or 90% by weight or more. It is to use.
粒度分布として32メツシュ以上の粒子か90重量%未
猫の場合、押出変動か大きく、直径変動か大きくなる、
また、スクリューのスラスト軸とシリンターとの間に微
粒子か入り込み、異物量か増加することにより光伝送損
失か大きくなる。If the particle size distribution is 32 mesh or more or 90% by weight, the extrusion variation will be large and the diameter variation will be large.
Further, fine particles may enter between the thrust shaft of the screw and the cylinder, increasing the amount of foreign matter and increasing optical transmission loss.
ここて粉末状ポリカーボネートの粒径の上限は押出機に
噛み込む大きさであれば良く、光ファイバーの性質に影
響しない。Here, the upper limit of the particle size of the powdered polycarbonate is sufficient as long as it can fit into the extruder and does not affect the properties of the optical fiber.
粒度分布として32メツシュ以上である粉末は。The powder has a particle size distribution of 32 mesh or more.
前記粉末状ポリカーボネート中に微粉の含有量か多い場
合には、これをクリーンルーム内で32メツシユのふる
いを用いて分級することにより得ることができる。When the powdery polycarbonate contains a large amount of fine powder, it can be obtained by classifying it in a clean room using a 32-mesh sieve.
鞘」L層
前記鞘材層は、前記芯材よりも小さな屈折率、具体的に
は芯材の屈折率よりも0.01以上、好ましくは0.0
2以上小さな屈折率を有する樹脂[以下、樹脂(A)と
言うことがある。]からなる。Sheath L layer The sheath material layer has a refractive index smaller than that of the core material, specifically, 0.01 or more than the refractive index of the core material, preferably 0.0.
A resin having a refractive index smaller than 2 [hereinafter sometimes referred to as resin (A)]. ] Consists of.
前記樹脂(^)の屈折率を、前記芯材の屈折率よりも小
さくすることによりプラスチック光ファイバーとしての
、鞘材層として樹脂(A)を使用することができ、しか
も、光伝送損失の小さい光ファイバーにすることができ
る。By making the refractive index of the resin (^) smaller than the refractive index of the core material, the resin (A) can be used as a sheath material layer in a plastic optical fiber, and the optical fiber has low optical transmission loss. It can be done.
鞘材層を構成する樹脂(A)の種類としては特に制限が
ないのであるが、具体例としては、ポリメチルメタクリ
レート、ポリ−4−メチルペンテン−1,ボリアリレー
ト、脂環族ポリカーボネート、芳香族ポリカーボネート
、シリコーン樹脂。There is no particular restriction on the type of resin (A) constituting the sheath material layer, but specific examples include polymethyl methacrylate, poly-4-methylpentene-1, polyarylate, alicyclic polycarbonate, and aromatic polycarbonate. Polycarbonate, silicone resin.
シリコーンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹
脂、含フツ素ポリメチルメタクリレート、フッ化ビニリ
デン系ポリマー、フッ化ビニリデン−へキサフルオロプ
ロピレン共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重
合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、メチルメタクリ
レート/スチレン、ビニルトルエンまたはα−メチルス
チレン/無水マレイン酸三元または四元共重合体などが
挙げられる。silicone acrylate resin, urethane acrylate resin, fluorine-containing polymethyl methacrylate, vinylidene fluoride polymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, Examples include methyl methacrylate/styrene, vinyltoluene or α-methylstyrene/maleic anhydride ternary or quaternary copolymers.
これらの重合体は、層間剥離強度を向上させるために、
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等の不飽和カル
ボン酸類、ジグリシジルアクリレートまたはメタクリレ
ート、β−メチルグリシジルアクリレートまたはメタク
リレートなどの不飽和グリシジルモノマー、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、およびその誘導体、ヒドロキ
シアルキルアクリレート、またはメタクリレート等の親
木性上ツマ−を共重合しても良い。These polymers are used to improve delamination strength.
Unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid, unsaturated glycidyl monomers such as diglycidyl acrylate or methacrylate, β-methylglycidyl acrylate or methacrylate, acrylamide, methacrylamide, and derivatives thereof, hydroxyalkyl acrylate, or methacrylate It is also possible to copolymerize a wood-loving upper layer such as.
汎用性の高いものとしては、ポリメチルメタクリレート
等のメタクリル系共重合体、メタクリル酸とフッ素化ア
ルコール類等とからなるエステル類を重合させた重合体
等を挙げることかできる。Examples of highly versatile materials include methacrylic copolymers such as polymethyl methacrylate, and polymers obtained by polymerizing esters of methacrylic acid and fluorinated alcohols.
前記エステル類の具体例としては、メタクリル酸2,2
.2−)−リフルオロエチル、メタクリル酸2,2,3
.3−テトラフルオロプロピル、メタクリル酸2,2,
3,3.3−ペンタフルオロプロピル等を挙げることが
できる。Specific examples of the esters include methacrylic acid 2,2
.. 2-)-Lifluoroethyl, methacrylic acid 2,2,3
.. 3-tetrafluoropropyl, methacrylic acid 2,2,
3,3,3-pentafluoropropyl and the like can be mentioned.
これらの含フツ素メタクリル酸エステルの一種または二
種以上を使用して、これと共重合可能なビニル単量体お
よび親木性単独重合体を形成しえるビニル単量体からな
る共重合体を使用することもできる。By using one or more of these fluorine-containing methacrylic esters, a copolymer consisting of a vinyl monomer that can be copolymerized with the fluorine-containing methacrylic ester and a vinyl monomer that can form a wood-philic homopolymer can be produced. You can also use
これらの樹脂の中から、前記芯材の屈折率よりも小さい
樹脂を樹脂(A)として採用することかできる。Among these resins, a resin having a refractive index smaller than that of the core material can be used as the resin (A).
i五1
この発明のプラスチック光ファイバーは、さらに、必要
に応して鞘材層の外層としての保護層を有していてもよ
い。i51 The plastic optical fiber of the present invention may further have a protective layer as an outer layer of the sheath material layer, if necessary.
前記保護層は、前記芯材および前記鞘材層の熱変形温度
と同等以上の耐熱性を有す、る樹脂[以下、樹脂(B)
と言うことかある。]からなるのか好ましい。The protective layer is made of a resin [hereinafter referred to as resin (B)] having heat resistance equal to or higher than the heat deformation temperature of the core material and the sheath material layer.
There is something to be said. ] It is preferable.
前記樹脂(B)の熱変形温度か、前記鞘材層の熱変形温
度よりも高いことにより、プラスチック光ファイバーの
耐熱性を向上させることかてきる。The heat resistance of the plastic optical fiber can be improved by setting the heat deformation temperature of the resin (B) higher than that of the sheath material layer.
前記樹脂(B)としては、たとえば、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリフッ化
ビニルデン、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリテト
ラメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタ、レ
ート、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリブテ
ン、ABS樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリカー
ボネート、架橋ポリオレフィン等の所謂エンジニアリン
グプラスチック等を挙げることかてきる。また、芯材と
して使用したポリカーボネート樹脂を使用することもて
きる。Examples of the resin (B) include polyester, polyamide, poly-4-methylpentene-1, polyvinyldene fluoride, polyacetal, polysulfone, polytetramethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyoxymethylene, polybutene, Examples include so-called engineering plastics such as ABS resin, polyphenylene oxide, polycarbonate, and crosslinked polyolefin. It is also possible to use polycarbonate resin used as a core material.
また、プラスチック光ファイバーの耐久性を向上させる
ために、前記樹脂(B)に、カーボンブラック、タルク
、シリカ、ガラス繊維、カーボン繊維、ポリアミド繊維
などの充填剤を含有させることもてきる。Furthermore, in order to improve the durability of the plastic optical fiber, the resin (B) may contain fillers such as carbon black, talc, silica, glass fiber, carbon fiber, and polyamide fiber.
一製造方法
本発明のプラスチック光ファイバーは、上述したように
芯材がポリカーボネート系樹脂、鞘材が芯材よりも低い
屈折率の樹脂て構成され、その芯材原料のポリカーボネ
ート系樹脂として、結晶融点を超える温度履歴を受けて
いない粒子であって、その粒径分布として32メツシュ
以上である粒子か90重量%以上である粉末を用いて複
合紡糸すれば良く、従来、公知の複合紡糸方式により製
造することがてきる。1 Manufacturing method As described above, the plastic optical fiber of the present invention has a core material made of a polycarbonate resin and a sheath material made of a resin having a refractive index lower than that of the core material. Particles that have not undergone a temperature history exceeding Something will happen.
また、本発明のプラスチック光ファイバーは、たとえば
、第3図に示すような複合紡糸機5を用いて、ポリカー
ボネート樹脂を芯材の原料として溶融押出Ia6aに供
給し、樹脂(^)を鞘材層の原料として溶融押出機6b
に供給する。ノズル7から前記ポリカーボネート樹脂に
樹脂(A)が被覆するようにして複合紡糸し、これを引
取機8で引取り、ノズル7から引取機8まての間(エア
ーギャップ9)によおいて冷却しながら紡糸して製造す
る。Furthermore, the plastic optical fiber of the present invention can be produced by using, for example, a composite spinning machine 5 as shown in FIG. Melt extruder 6b as raw material
supply to. Composite spinning is carried out so that the polycarbonate resin is coated with the resin (A) from the nozzle 7, which is taken up by a take-up machine 8, and cooled between the nozzle 7 and the take-up machine 8 (air gap 9). It is manufactured by spinning while spinning.
この発明の製造方法においては、ノズルの温度を235
〜280℃の範囲内にして複合紡糸する。さらに、好ま
しくは、ノズルの温度を240〜270℃の範囲内にし
て複合紡糸する。In the manufacturing method of this invention, the temperature of the nozzle is set to 235
Composite spinning is carried out within the range of ~280°C. Furthermore, composite spinning is preferably carried out at a nozzle temperature within the range of 240 to 270°C.
また、この発明の製造方法においては、エアーギャップ
を700〜1,300■■にして冷却しながら複合紡糸
する。Further, in the manufacturing method of the present invention, composite spinning is performed while cooling with an air gap of 700 to 1,300 mm.
ノズルの温度を235〜280℃の範囲内にして押し出
すとともに、エアーギャップを700〜1,300mm
にすることにより、真円度の変動および外径変動が小さ
くて光伝送損失の小さなプラスチックス光ファイバーを
、常に安定して容易に製造することかてきる。Extrude by keeping the nozzle temperature within the range of 235-280℃, and the air gap is 700-1,300mm.
By doing so, it is possible to always stably and easily manufacture plastic optical fibers with small fluctuations in roundness and outer diameter and low optical transmission loss.
エアーギャップにおける冷却は、室温ての自然冷却ても
よく、強制冷却てもよい。また、複合紡糸においては、
ノズルから引取機まての間の一部に紡糸筒を設けてもよ
い。Cooling in the air gap may be natural cooling at room temperature or forced cooling. In addition, in composite spinning,
A spinning tube may be provided in a part between the nozzle and the take-off machine.
また、溶融押出機6aに供給するポリカーボネート樹脂
は、その粒径分布か32メツシュ以上である粒状体を9
0重量%以上含有する粒状体(未溶融)であることか重
要である。In addition, the polycarbonate resin supplied to the melt extruder 6a has a particle size distribution of 32 meshes or more.
It is important that the granules contain 0% by weight or more (unmelted).
前記ポリカーボネート樹脂粒状体の嵩密度は、0.6〜
0.8 g / c+a:Iであるのか好ましい。The bulk density of the polycarbonate resin granules is from 0.6 to
It is preferable that it is 0.8 g/c+a:I.
前記ポリカーボネート樹脂粒状体の嵩密度か、0.6〜
0.8 g/ca+”であると、押出機への供給を一般
のベレット状の樹脂と同様にして行なうことかてきると
共に樹脂の押出を安定して行なうことかできる。The bulk density of the polycarbonate resin granules is 0.6~
At 0.8 g/ca+'', the resin can be fed to an extruder in the same manner as a general pellet-shaped resin, and the resin can be extruded stably.
このようにして製造されるプラスチック光ファイバーの
構成の一例を挙げれば、外径400〜1.000μm、
鞘材層の厚みl〜SOBmである。An example of the structure of a plastic optical fiber manufactured in this way is an outer diameter of 400 to 1.000 μm;
The thickness of the sheath material layer is 1 to SOBm.
また、さらに前記鞘材層に保護層を被覆して、保護層を
有するプラスチック光ファイバーを製造することもでき
る。Furthermore, a plastic optical fiber having a protective layer can be manufactured by further covering the sheath material layer with a protective layer.
この発明のプラスチック光ファイバーは、機械的強度、
耐熱性に優れ、光伝送損失が小さいのて、これまでのプ
ラスチック光ファイバーではその使用か不可能であった
分野、たとえば電気、電子分野、自動車分野などのセン
サー手段や光通信手段としても好適に利用することかて
きる。The plastic optical fiber of this invention has mechanical strength,
Due to its excellent heat resistance and low optical transmission loss, it is suitable for use in fields where conventional plastic optical fibers have not been able to be used, such as in the electrical, electronic, and automotive fields, as a sensor means and optical communication means. I have something to do.
[実施例]
次に、この発明の実施例を示し、この発明についてさら
に具体的に説明する。[Example] Next, an example of the present invention will be shown and the present invention will be explained in more detail.
(実施例1)
(1)ポリカーボネート樹脂粉末の製造)ビスフェノー
ル(A)に苛性ソータ水溶液、塩化メチレンの存在下て
ホスゲンを反応させて得られたポリカーボネート溶液を
、 0.2pmのフィルターを通して濾過を行った。(Example 1) (1) Production of polycarbonate resin powder) A polycarbonate solution obtained by reacting bisphenol (A) with phosgene in the presence of a caustic sorter aqueous solution and methylene chloride was filtered through a 0.2 pm filter. Ta.
ついて、温水造粒法により粉末状ポリカーボネートを得
た。この粉末状ポリカーボネートをポリカーボネート(
A)とした。Then, powdered polycarbonate was obtained by hot water granulation. This powdered polycarbonate is converted into polycarbonate (
A).
得られたポリカーボネートの粘度平均分子量異物強度、
粒度分布を下記のようにして測定した。Viscosity average molecular weight foreign material strength of the obtained polycarbonate,
Particle size distribution was measured as follows.
粘度平均分子量:20°Cの塩化メチレン溶液の比粘度
ηsPを測定し、式
ηsp/ C= [η](1+0.28η5p)C;ポ
リカーボネート樹脂濃度
(g/皇)。Viscosity average molecular weight: Measure the specific viscosity ηsP of a methylene chloride solution at 20°C, and use the formula ηsp/C=[η](1+0.28η5p)C; polycarbonate resin concentration (g/K).
[η ] = 1.23X 10−’M v”’コ
により求めた。[η] = 1.23X10-'Mv'''.
異物強度;得られたポリカーボネートを0.2pmのフ
ィルターで濾過した塩化メ
チレンに溶解し、液体微粒子カウン
ターにて異物の直径と個数を測定
し、前述の式により求めた。Foreign material strength: The obtained polycarbonate was dissolved in methylene chloride filtered through a 0.2 pm filter, and the diameter and number of foreign materials were measured using a liquid particle counter, and determined by the above-mentioned formula.
粒度分布;32メツシユのふるいを用いて上記で得られ
たポリカーボネートをふるい
にかけて
に・より求めた。Particle size distribution: Determined by sieving the polycarbonate obtained above using a 32 mesh sieve.
(2)プラスチック光ファイバーの製造前記ポリカーボ
ネート(A)を芯材用の原料樹脂として270℃に設定
した溶融押出機6aに供給し。(2) Production of plastic optical fiber The polycarbonate (A) was supplied as a raw material resin for a core material to a melt extruder 6a set at 270°C.
ポリ−4−メチルペンテン−1を鞘材層用の原料樹脂と
して310℃に設定して溶融押出機6bに供給した。Poly-4-methylpentene-1 was set at 310° C. as a raw material resin for the sheath material layer and supplied to the melt extruder 6b.
ポリカーボネート樹脂の芯材に、ポリ−4−メチルペン
テン−1の鞘材層が被覆するように、ノズル口径3■■
φの口金(ノズル7)から押出し、引取機8により20
m/分の速度で引き取り、複合紡糸した。The nozzle diameter is 3■■ so that the core material of polycarbonate resin is covered with the sheath material layer of poly-4-methylpentene-1.
Extrude from the φ mouthpiece (nozzle 7) and use the take-up machine 8 to remove 20
It was taken up at a speed of m/min and composite spinning was performed.
なお、ノズル温度を250℃に設定し、エアーギヤラブ
9を1.000■−に設定して行ない、芯材の直径98
0gm、鞘層の厚み10pmのプラスチック光ファイバ
ーを得た。In addition, the nozzle temperature was set to 250°C, the air gear love 9 was set to 1.000cm-, and the diameter of the core material was 98cm.
A plastic optical fiber having a thickness of 0 gm and a sheath layer thickness of 10 pm was obtained.
得られたプラスチック光ファイバーを6600■の波長
の光を用いて光伝送損失を測定した。The optical transmission loss of the obtained plastic optical fiber was measured using light having a wavelength of 6600 cm.
さらに、得られたプラスチック光ファイバーの外径変動
をレーザー外径測定器により測定した。Furthermore, the variation in the outer diameter of the obtained plastic optical fiber was measured using a laser outer diameter measuring device.
次に、鞘材層用押出機を止め、クリーンルーム内てポリ
カーボネート芯材たけを採取し、異物強度を測定した。Next, the extruder for the sheath material layer was stopped, and the polycarbonate core material was sampled in a clean room, and its foreign material strength was measured.
以上の結果を第1表および第2表に示す。The above results are shown in Tables 1 and 2.
(実施例2)
(1)ポリカーボネート樹脂粉末の製造前記実施例1の
(1)における濾過液より、造粒条件を変更して粉末状
ポリカーボネートを得た。(Example 2) (1) Production of polycarbonate resin powder Powdered polycarbonate was obtained from the filtrate in (1) of Example 1 by changing the granulation conditions.
次に、クリーンルーム内て32メツシユのふるいを用い
て、ポリカーボネート粉末を分級し、32メツシユON
のポリカーボネート粉末を得た。Next, the polycarbonate powder was classified using a 32-mesh sieve in a clean room, and a 32-mesh sieve was used.
Polycarbonate powder was obtained.
この粉末状のポリカーボネートをポリカーボネ−) (
B)とした。This powdered polycarbonate (polycarbonate) (
B).
(2)プラスチック光ファイバーの製造実施例1におい
て、ポリカーボネート(A)をポリ、カーボネート(B
)に代・えた以外は実施例1と同様にした。(2) Production of plastic optical fiber In Example 1, polycarbonate (A) was replaced with polycarbonate (B).
) The procedure was the same as in Example 1 except that .
結果を第1表および第2表に示す。The results are shown in Tables 1 and 2.
(比較例1)
(1)ポリカーボネート樹脂粉末の製造前記実施例2に
おける分級する前のポリカーボネート粉末をポリカーボ
ネート(C)とした。(Comparative Example 1) (1) Production of polycarbonate resin powder The polycarbonate powder before classification in Example 2 was used as polycarbonate (C).
(2)プラスチック光ファイバーの製造実施例1におい
て、ポリカーボネート(A)をポリカーボネート(C)
に代えた以外は実施例1と同様にした。(2) Production of plastic optical fiber In Example 1, polycarbonate (A) was replaced with polycarbonate (C).
The same procedure as in Example 1 was carried out except that .
結果を第1表および第2表に示す。The results are shown in Tables 1 and 2.
(比較例2)
(1)ポリカーボネート樹脂粉末の製造前記実施例2に
おけるポリカーボネート(B)をΦ:10mmの押出機
にてクリーンルーム内てベレット化を行なった。(Comparative Example 2) (1) Production of polycarbonate resin powder The polycarbonate (B) in Example 2 was pelletized in a clean room using an extruder with a diameter of 10 mm.
このベレットをポリカーボネート(D)とした。This pellet was made of polycarbonate (D).
(2)プラスチック光ファイバーの製造実施例1におい
て、ポリカーボネート(A)をポリカーボネート(0)
に代えた以外は実施例1と同様にした。(2) Production of plastic optical fiber In Example 1, polycarbonate (A) was replaced with polycarbonate (0).
The same procedure as in Example 1 was carried out except that .
結果を第1表および第2表に示す。The results are shown in Tables 1 and 2.
第2図
第3図
[発明の効果]
この発明によると、光伝送損失の小さいプラスチック光
ファイバーを提供することかできる。FIG. 2 FIG. 3 [Effects of the Invention] According to the present invention, a plastic optical fiber with low optical transmission loss can be provided.
第1図および第2図は、本発明の製造方法によるプラス
チック光ファイバーの一例を示す断面説明図である。第
3図は、本発明の製造方法に使用される装置の一例を示
す説明図である。
1・・・プラスチック光ファイバー、2・・・芯材、3
・・・鞘材層、4・・・保護層、5・・・複合紡糸機、
6a、6b・・・溶融押出機、7・・・ノズル、8・
・・引取機、9・・・エアーギャップ。
、y= −、ノ
、!′
平成2年 7月 6日FIGS. 1 and 2 are explanatory cross-sectional views showing an example of a plastic optical fiber manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an apparatus used in the manufacturing method of the present invention. 1...Plastic optical fiber, 2...Core material, 3
... Sheath material layer, 4... Protective layer, 5... Composite spinning machine,
6a, 6b... melt extruder, 7... nozzle, 8...
...Takeover machine, 9...Air gap. ,y=-,ノ,! ' July 6, 1990
Claims (1)
粒径が32メッシュ以上である粒子が90重量%以上で
ある粉末状のポリカーボネート系樹脂を芯材原料とし、
この芯材よりも低い屈折率の透明樹脂を鞘材原料として
、これらをそれぞれ芯材と鞘材とに成形することを特徴
とするプラスチック光ファイバーの製造方法。(1) Using a powdered polycarbonate resin as a core material raw material, which is not subject to temperature history exceeding the crystal melting point and whose particle size is 90% by weight or more and whose particle size is 32 mesh or more,
A method for producing a plastic optical fiber, which comprises using a transparent resin having a lower refractive index than the core material as a raw material for the sheath material, and molding them into a core material and a sheath material, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2121508A JPH0416906A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Manufacture of plastic optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2121508A JPH0416906A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Manufacture of plastic optical fiber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0416906A true JPH0416906A (en) | 1992-01-21 |
Family
ID=14812934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2121508A Pending JPH0416906A (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Manufacture of plastic optical fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0416906A (en) |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP2121508A patent/JPH0416906A/en active Pending
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